| 一、导言 作为形位差错的首要丈量手法，国内外现有的圆度仪以及在圆度仪基础上开发的形位差错丈量仪器（如形状差错丈量仪、形状丈量体系等）比传统的丈量仪器和丈量办法能得到更精确的形位差错丈量成果。可是在这些仪器的运用中，因为存在调整不妥或不恰当地扩展其运用范围的状况，然后或许发生较大的丈量差错。在对新式形位差错量仪的开发中，也存在不能按规划功用要求确保仪器相应部件制作精度和调整精度，或盲目寻求高的制作精度，然后过度添加制作本钱等问题。本文经过对形位差错量仪的体系差错和工件设备差错的剖析，研讨了这些差错要素对形位差错丈量精度的影响，然后为在确保丈量精度的一起下降丈量本钱以及形位差错量仪的开发供给了理论依据。 二、形位差错量仪的体系差错剖析 现有的形位差错丈量体系首要由机械部分、微机硬件部分和丈量软件部分组成。 为确保数据处理精度，丈量软件多选用双字节定点数运算或三字节浮点数运算办法，因而软件部分的精度一般不低于0．01％。微机硬件部分精度首要取决于前向通道的精度。经过对传感器设备、扩大滤波电路、采样坚持电路及A／D模数转化电路等各部分的技能特性剖析，求出各部分电路的极限差错，并用高斯办法组成，可知硬件设备的差错总值不超越0．2％。因而，丈量仪器的微机硬件和软件差错（不考虑数据处理的原理差错）很小，可疏忽不计。丈量仪器的丈量精度首要取决于机械部分精度。 1．量仪的反转精度 在反转过程中，反转轴线对轴线均匀方位的相对位移即为反转差错运动。差错运动使反转轴在每一瞬时发生平行或笔直于轴线的移动，前者称为端面差错运动，后者称为径向反转差错运动。 端面差错运动使被测工件一转内的采样点不全在一个横截面内，然后使各采样点间的相关性下降。可是，因为端面差错运动一般很小，而实践工件被测外表是滑润的，测头在被测外表采样时也不或许是朴实的点触摸，而是小面积触摸，因而端面差错运动对丈量精度的影响能够疏忽。 转台式量仪的反转精度首要由量仪主轴反转精度决议，而顶尖装夹式量仪的反转精度则由量仪的顶尖精度和被测工件顶尖孔的形状精度一起决议。 径向反转差错δr将直接传递到采样数据Δri（i＝1，2，3…n）中，从而影响最小二乘圆心坐标的计算精度。最小二乘圆心坐标表达式为［1］
2．轴向导轨的直线度差错 （1）轴向导轨与反转轴线地点平面内的导轨直线度差错 此差错将1∶1地复映到丈量成果中。但关于同一截面的采样数据，则只相当于存在一个定值差错ΔSr。若采纳等距离偶数点采样方法，由式（1）可知
（2）笔直于轴向导轨与反转轴线地点平面的导轨直线度差错 此差错ΔShj将使测头违背径向方向，如图1所示，然后使测得的半径增量为
如上节剖析，笔直于轴向导轨与反转轴线地点平面的平行度差错属非敏感性差错，可疏忽。下面仅剖析在轴向导轨与反转轴线地点平面内的平行度差错的影响。 当量仪反转轴线与测头轴向移动方向不平行时，其平行度差错会1∶1地重复映到采样数据中。如图2所示，设导轨与反转轴线间的夹角为α，截面距离为Z，则在第k个截面上测头的紧缩量为Δrz＝kZtgα，明显，此平行度差错属线性体系差错，而且关于同一截面的采样数据，只相当于存在一个定值差错ΔSk，不会改动截面中心坐标的方位。因而，关于选用契合相应差错界说的数据处理软件的丈量仪器，此项差错只影响圆柱度差错鉴定成果，不会影响圆度、同轴度、轴线和素线直线度差错的丈量精度［2，3］。
若各采样点对最二乘圆的实践差错为εij，则有［1］
相同，疏忽d（Δrij），将式（9）代入式（7）得
三、工件设备差错剖析 工件的设备差错包含设备偏疼差错和设备歪斜差错。 1．工件设备偏疼差错 当选用解析鉴定法求解形位差错时，设备偏疼量e对各采样点处的极径发生的差错为［1］
当选用记载概括图鉴定方法的传统圆度仪进行丈量时，设备偏疼量e形成的图形畸变差错为［4］
2．工件设备歪斜差错 工件设备基面临轴线的笔直度差错或工件设备基面与作业台面间存在异物等均会形成工件设备歪斜差错。 为了便于剖析，假定工件为直径为2R的抱负圆柱，其轴线对反转轴线的歪斜角为γ，如图3所示。因为工件歪斜，其被测横截面概括为一椭圆，椭圆的长轴和短轴分别为2Rsecγ和2R，则因工件设备歪斜发生的丈量差错为δt＝R（secγ－1）。若设设备歪斜度高差t＝0.1mm，R＝25mm，则γ＝0.115°，δt＝0.05μm。因而，在确保工件歪斜量较小的条件下，δt可疏忽不计。
因而，对选用解析鉴定数据处理软件的量仪，工件设备歪斜差错对形位差错鉴定成果影响不大，能够疏忽；但对选用记载概括图鉴定方法的传统圆度仪，其记载概括图象为F＝M2R（secγ－1），可见工件设备歪斜差错对丈量成果影响较大，尤其是此歪斜差错还会影响各采样截面记载概括的中心方位，因而对各项形位差错的丈量成果均有较大影响。 四、定论 形位差错丈量仪器的精度首要取决于机械部分精度，其间反转精度是最重要的精度目标；轴向导轨的直线度差错将影响被测工件圆柱度差错、素线直线度差错的鉴定成果；轴向导轨对反转轴线的平行度差错首要影响圆柱度差错的丈量精度。(end) |
形位差错丈量的差错剖析
摘要：分析了影响形位误差测量精度的各种误差因素，指出回转精度是测量仪器最重要的精度指标，轴向导轨直线度误差将影响被测工件圆柱度误差和素线直线度误差的测量精度，轴向导轨对回转轴线的平行度误差主要影响圆柱
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